(57)【要約】【課題】  検知境界距離より遠い位置での検知状態となる誤検知を防ぐことが可能な光電測距式センサを提供する。【解決手段】  赤外線を投光する投光部２と、対象物６からの反射光を受光する複数の受光部４−ａ，４−ｂを有し、対象物６までの距離を測定可能な光電測距式センサ５であって、複数の受光部４−ａ，４−ｂを、投光部２を中心とした同心円上に配置した。そして、制御部にて、複数の受光部４−ａ，４−ｂにおける対象物の検知結果をもとに、対象物６の有無を認識する演算を行ない、両受光部４−ａ，４−ｂが検知となった場合のみ対象物を「検知」と認識する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
赤外線を投光する投光部と、対象物からの反射光を受光する複数の受光部を有し、対象物までの距離を測定可能な光電測距式センサであって、前記複数の受光部を、前記投光部を中心とした同心円上に配置したことを特徴とする光電測距式センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の光電測距式センサにおいて、前記光電測距式センサの対象物までの測定距離は、前記複数の受光部夫々の測定距離の平均値としたことを特徴とする光電測距式センサ。
【請求項３】
請求項１または２に記載の光電測距式センサにおいて、複数の前記受光部夫々の測定距離がすべて所定の距離範囲内であった場合に検知状態としたことを特徴とする光電測距式センサ。
【請求項４】
請求項１記載の光電測距式センサにおいて、前記複数の受光部における対象物の検知結果をもとに、対象物の有無を認識する演算を行なう制御部を有することを特徴とする光電測距式センサ。
【請求項５】
請求項１〜４にのいずれかに記載の光電測距式センサにおいて、前記受光部は２個配置したことを特徴とする光電測距式センサ。
【請求項６】
人体の有無を検知する人体検知手段を有する便座装置において、前記人体検知手段を請求項１〜５のいずれか１項に記載の光電測距式センサとしたことを特徴とする便座装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、便座に人体が着座したことと、便座に人体が近づいてきたことを検出する機能を有する便座装置において、前記検知手段の信号に基づいてトイレ環境（洗浄装置、便座温度等）を制御する便座装置、および便座装置に好適に利用できる人体の有無を検出する光電測距式センサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術を図６を用いて説明する。従来図６のように、赤外線を利用した三角測量方式のセンサで便座に人体が着座したことと（着座センサ）、便座に人体が近づいてきたことを検出（人体検知センサ）する赤外線を利用した三角測量方式のセンサ（以下、光電測距式センサと称する）が提案されている。（例えば特許文献１参照。）これによれば、ＬＥＤ２から発光した赤外線８の強い光の部分が反射物６（この場合は人体）に当たって、受光レンズ３に返ってきた光を受光部４にスポットさせる。この受光部は通常ＰＳＤ（Ｐｏｓｉｔｉｏｎ  Ｓｅｎｓｉｔｉｖｅ  Ｄｅｖｉｃｅ）とよばれる。
このスポット位置により、反射物６までの距離を検出して、便座に人体が着座したことや、便座に人体が近づいてきたことを検出することを可能とするものである。
【０００３】
反射物６を検知可能な検知境界距離２０に対応させて受光部４にも同様に検知・非検知の境界が電気的に設けられている。受光部４にスポットされる位置が検知・非検知の電気的境界の内側であれば非検知。外側であれば検知となる。たとえば検知境界距離２０より遠い距離２１に反射物６’がある場合は受光部４にスポットされる位置が検知・非検知の電気的境界の外側となるので非検知となる。通常、この方式のセンサは反射してきた赤外線の光の量に影響されることなく、距離を検出できるという利点がある。
【特許文献１】特開平１０−１３２５５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
さて、赤外線８の前方に反射物６’がない場合は反射物６’からの反射光が受光部４に返ってこないので、受光部４の非検知領域で受光することができない。そのため、その状態で、図７のように赤外線の光の弱い部分９にちょうど誤検知反射物７がある場合、受光部４には検知境界距離２０と同じく検知領域に反射光が弱くスポットされることになる。本来、赤外線８の前方に反射物６’があればそれからの反射光が非検知領域にスポットされるので、検知領域が受光する弱い反射光は無視されて非検知と認識するが、非検知領域の受光量が弱すぎると検知領域の受光を優先して検知と認識してしまう。すなわち検知境界距離２０を超えた遠い距離で、検知状態となるセンサ誤検知が発生するという問題があった。
【０００５】
これを具体的に、光電式測距センサタイプの人体検知センサを有する便座装置を設置したトイレ空間にあてはめて説明する。トイレの扉を開けた状態でかつ人体（反射物６）がいない状態では赤外線８は受光部４に返ってこない。赤外線８にちょうど鏡やガラスがある場合も同様に反射光が受光部４に返ってこない。このときに赤外線の弱い部分９がちょうどトイレ入り口の枠・引き戸の縁など（誤検知反射物７）に反射した場合に検知となってしまう。よって人がいなくても、測距式センサが誤検知してしまい、便座装置が勝手に作動してしまうこととなる。
【０００６】
本発明は、上記問題を解決するためになされたもので、本発明の課題は、光電測距式センサが検知境界距離をこえて、検知状態になるという事象を解決することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明によれば、赤外線を投光する投光部と、対象物からの反射光を受光する複数の受光部を有し、対象物までの距離を測定可能な光電測距式センサであって、複数の前記受光部を、前記投光部を中心として同心円上に配置したことを特徴とする。これにより、複数の受光部で対象物までの距離を測定することが可能となるので、受光部を一つしか設けていない場合に発生していた遠方対象物の誤検知を劇的に低減させることが可能である。
【０００８】
また、請求項２記載の発明によれば、前記光電測距式センサの対象物までの測定距離は、複数の前記受光部夫々の測定距離の平均値としたことを特徴とする。これにより、精度のよい距離を測定することが可能である。
【０００９】
また、請求項３記載の発明によれば、複数の前記受光部夫々の測定距離がすべて所定の距離範囲内であった場合に検知状態としたことを特徴とする。これにより、例えば１個の受光部が所定の距離範囲外に存在する遠方対象物を誤検知してしまっても、その他の受光部が非検知であれば、前記光電測距式センサとしての判定は非検知となるので、正常な判定を得ることになり、遠方対象物の誤検知を劇的に低減させることが可能である。
【００１０】
また、請求項４記載の発明によれば、前記複数の受光部における対象物の検知結果をもとに、対象物の有無を認識する演算を行なう制御部を有することを特徴とする。これにより、複数の受光部での検知結果に基づいて検知対象物の有無を認識するので、より正確な対象物検知が可能となる。
【００１１】
また、請求項５記載の発明によれば、前記受光部は２個配置したことを特徴とする。遠方対象物の誤検知の発生率があまり高くない場合には、受光部は２個でも十分に遠方対象物の誤検知を低減させることが可能である。また、受光部を３個以上配置してしまうと、コストが高くなり、また、光電測距式センサ自体も大きくなってしまうので収納設計が困難となる。よって、受光部を２個とすることで、低コスト、省スペースにて遠方対象物の誤検知を劇的に低減させることが可能である。
【００１２】
また、請求項６記載の発明によれば、人体の有無を検知する人体検知手段を有する便座装置において、前記人体検知手段を請求項１〜５のいずれかの光電測距式センサとしたことを特徴とする。これにより、光電測距式センサの設置場所毎によって遠方対象物の誤検知が特に発生すると想定されるトイレ空間に設置される便座装置において、遠方対象物の誤検知を劇的に低減させた、より正確な人体検知が可能となり、便座装置の誤動作を低減することができる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、投光部を中心とした同心円上に設けた複数の受光部で対象物を検知し、複数の受光部での検知結果をもとに対象物検知の有無を認識するので、遠方対象物を誤検知することがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
本発明の実施形態を図により説明する。
図１は光電測距式センサが検知境界距離をこえて、検知状態になるという事象を解決するための原理図である。
光電測距式センサ５は、赤外線を投光するＬＥＤ（投光部）２と、投光レンズ１と、２個の受光レンズ３−ａ，３−ｂ、および受光レンズ３−ａ，３−ｂに対応させた２個の受光部４−ａ，４−ｂを備えている。受光レンズ３−ａ，３−ｂおよび受光部４−ａ，４−ｂは、投光レンズ１を中心として等距離となるように、より詳しくは、ＬＥＤ２と投光レンズ１を結ぶ投光線を軸とする同心円上に配置されている。
【００１５】
この光電測距式センサ５による対象物検知は次のように行なわれる。まず、第一の受光部４−ａと第二の受光部４−ｂが、それぞれ反射物６からの反射光を受け、検知・非検知を示す。そして、第一の受光部４−ａと第二の受光部４−ｂそれぞれの検知結果が図示せぬ制御部に入力され、制御部が両検知結果をもとに演算し、共に検知であれば「検知」、一方が検知で他方が非検知であれば「非検知」、共に非検知であれば「非検知」と認識する。
赤外線８の前方に反射物６が検知境界距離２０より内側では第一の受光部、第二の受光部双方が検知となる。反射物６’が検知境界距離より遠い距離にある場合は、第一の受光部４−ａ、第二の受光部４−ｂ双方が非検知となる。ここで赤外線８前方に反射物６’がない場合で誤検知反射物７がある場合は第一の受光部４−ａのみが検知となり第二の受光部４−ｂは反射光が返ってこないので非検知となる。赤外線８と対象となる位置に誤検知反射物７がある場合は同様に第二の受光部４−ｂが検知となり第一の受光部４−ａは反射光が返ってこないので非検知となる。
【００１６】
またこの場合第一の受光部４−ａ、第二の受光部４−ｂどちらかを誤検知の判定の専用としてもよい。そうすれば、第一の受光部４−ａ、第二の受光部４−ｂでそれぞれ距離を測定した場合に生じる距離の誤差を補正する必要がなくなる。
【００１７】
また第一の受光部４−ａ、第二の受光部４−ｂ双方の距離測定結果を平均化することにより、精度の良い距離測定が可能となる。
【００１８】
以上説明した原理をもとに、本発明は図２のような実施の形態を採用しうる。光電測距式センサ５内の投光レンズ１を中心に同心円上に第一の受光部４−ａと対象に第二の受光部４−ｂを設けることにより同一パッケージとして構成でき、寸法・コストなどが大きくならないため過大な製造コストが発生しない。
【００１９】
次に、第二の実施形態について説明する。
図３のように、光電測距式センサ５内の投光レンズ１を中心に第一の受光部４−ａから任意の角度に第二の受光部４−ｂを設けることにより、便座装置の内部部品にあわせて省スペース化させた設計が可能となる。
【００２０】
そして、これらの実施形態にかかる光電測距式センサは、図４、図５に示す便座装置の人体検知手段として採用可能である。
便座装置１０は、便器１１の上部に機能部収納ケース１２を設けている。機能部収納ケースは、便蓋１４と便座１５を軸受ハウジング部１６にて開閉自在に支持し、内部に便器洗浄装置や局部洗浄装置を内蔵している。そして、便蓋１４閉止状態で露出する機能部収納ケース１２前面に第１の人体検知センサ１３を設けて、便座装置１０の前面に立つ人体を検知すると便蓋１４を自動開放する。便蓋１４が開くと露出する機能部収納ケース１２前面に着座センサ１７および第２の人体検知センサ１８を設ける。そして、第１の人体検知センサ１３、着座センサ１７および第２の人体検知センサ１８に、本発明の光電測距式センサを採用する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の光電測距式センサの原理図である。
【図２】光電測距式センサの第一の実施形態を示す斜視図である。
【図３】光電測距式センサの第二の実施形態を示す斜視図である。
【図４】本発明の光電測距式センサを内蔵した便座装置の便ふたを閉じた状態の図である。
【図５】本発明の光電測距式センサを内蔵した便座装置の便ふたを開いた状態の図である。
【図６】従来の光電測距式センサの基本原理図である。
【図７】従来の光電測距式センサが誤検知する状況を説明する原理図である。
【符号の説明】
【００２２】
１…投光レンズ
２…ＬＥＤ
３…受光レンズ
４…受光部（ＰＳＤ）
５…センサ
６…反射物
７…誤検知反射物
８…赤外線
９…赤外線の光の弱い部分
１０…便座装置
１１…便器
１２…機能部収納ケース
１３…第１の人体検知センサ
１４…便蓋
１５…便座
１６…軸受ハウジング部
１７…着座センサ
１８…第２の人体検知センサ
２０…検知境界距離
２１…検知境界距離よりも遠い距離
２２…誤検知距離
３０…任意の角度
【図４】
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【図５】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図６】
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【図７】
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